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Montagem e teste de um novo arranjo do dessalinizador solar térmico de múltiplos estágios com recuperação de calor / Assembly and testing of a new arrangement of solar thermal desalination multistage heat recoveryDutra, Kaio Hemerson 28 June 2016 (has links)
DUTRA, K. H. Montagem e teste de um novo arranjo do dessalinizador solar térmico de múltiplos estágios com
recuperação de calor. 2016. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-09-14T13:03:26Z
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Previous issue date: 2016-06-28 / Access to fresh water is now a clear and growing problem, only 2.5% of the planet's water is
potable, however, from this small portion 79.16% is in glaciers, or unavailable. Associated with
the water supply problem, there is the need for diversification of energy sources, due to the
increasing cost and depletion of conventional energies. The use of solar energy in desalinators
is an alternative to access fresh water to isolated communities that may not have adequate
infrastructure. The objective of this work was to assemble and test a multi-stage solar
desalination with heat recovery and indirect heating, as well as facilitate and ensure their
satisfactory operation. The desalinator is composed of two units, the first called heating unit
consists of solar collectors and can be assembled in two configurations with two or three
collectors. Each collector has 2.57 m² of useful area of solar energy absorption. The second is
called desalination unit composed of a water storage tank and until seven stages in series.
Brackish water is heated in the heating unit and the density difference, through a thermosyphon
loop, flows into desalination tower where it is stored and evaporated, losing heat and returning
to the heating unit, closing the cycle. The evaporated mass comes into contact with a tray of the
first stage, loses heat to the stage above and condenses, the distillate is collected by gutters
beneath the tray. For evaluation of the system, tests of heating and production have been carr
ied
out. The heating test in order to evaluate the capability of the heating unit was conducted with
two and three collectors, in both configurations, the results were satisfactory, with temperatures
above 90 ° C. Production tests evaluated the desalinated water production system, several
configurations were tested, obtaining a maximum output of 42 liters per day using three
collectors and seven stages. / O acesso a água potável é atualmente um problema evidente e crescente, pois apenas 2,5% da
água do planeta é doce. No entanto, desta pequena parcela 79,16% estão nas geleiras, ou seja,
indisponíveis. Aliado ao problema de abastecimento de água, existe a necessidade da
diversificação da matriz energética, devido ao crescente custo e esgotamento das fontes
convencionais de energia. A utilização da energia solar em dessalinizadores é uma alterna
tiva
ao acesso de água potável a comunidades isoladas que podem não possuir uma infraestrutura
adequada. O objetivo deste trabalho é montar e testar um dessalinizador solar de múltiplos
estágios com recuperação de calor e aquecimento indireto, bem como viabilizar e garantir o seu
funcionamento satisfatório. O dessalinizador é composto por duas unidades. A primeira,
denominada unidade de aquecimento, é composta por coletores solares que podem ser
montados em duas configurações, com dois ou três coletores. Cada coletor possui 2,57 m² de
área útil de absorção de energia solar. A segunda é denominada unidade de dessalinização, que
é composta por um tanque de armazenamento de água e até sete estágios montados em série.
Água salobra é aquecida na unidade de aquecimento e, por diferença de densidade, através de
um ciclo de termossifão, escoa para a torre de dessalinização, onde é armazenada e evaporada,
perdendo calor e voltando para a unidade de aquecimento, fechando o ciclo. A massa que é
evaporada entra em contato com uma bandeja do primeiro estágio, perde calor para o estágio
acima e condensa, sendo coletado por calhas abaixo da bandeja. Para avaliação do sistema,
testes de aquecimento e de produção foram realizados. O teste de aquecimento, com o objetivo
de avaliar a capacidade térmica da unidade de aquecimento, foi realizado com dois e
três
coletores, e nas duas configurações os resultados foram satisfatórios, com temperaturas acima
de 90ºC. Os testes de produção possuem o objetivo de avaliar a produção de água dessalinizada
do sistema, onde foram testadas várias configurações, obtendo uma produção máxima de 42
litros por dia utilizando 3 coletores e sete estágios.
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